CN211008943U - 风能和海洋波浪能的一体化发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种风能和海洋波浪能的一体化发电系统，其技术特点是：包括支撑结构模块、风叶旋转模块、气动模块、气泵模块、漂浮体升降模块和蓄电储能模块；蓄电储能模块安装在支撑结构模块的发电装置平台上端，气动模块安装在蓄电储能模块周围，风叶旋转模块安装在蓄电储能模块上端，气泵模块安装在发电装置平台下端，漂浮体升降模块安装在气泵模块的下端，气泵模块与气动模块、漂浮体升降模块相连接进行波浪能的发电。本实用新型通过上层风力发电区接收海风，下层波浪能发电区利用漂浮体上下起伏转化波浪能，使发电系统同时进行不同种类的发电方式，使之更高效、更充分、更全面地利用海洋能源资源，具有安全可靠、使用方便、高效等特点。

Description

风能和海洋波浪能的一体化发电系统

技术领域

本实用新型属于风能发电与波浪能发电技术领域，特别是涉及一种风能和海洋波浪能的一体化发电系统。

背景技术

海洋上的风能、波浪能都属于海洋可再生清洁能源。波浪能是一种新型可再生清洁能源，也是典型的海上能源资源，受到世界各国的重视，具有极高的发展潜力。波浪能是海洋中分布最广的可再生能源，相对于其他海上能源，波浪能在开发的过程中以机械能的转换为主，对环境危害较小。波浪能具有分布广泛，能量密度高等优点，取之不尽用之不竭，然而如何更加有效利用波浪能造福人类，是目前主要的研究方向。风能作为一种可再生能源，无论是在陆地上的风能还是海洋上的风能都被广泛地研究利用，而且世界范围内对风能的开发和利用相对较为成熟。相比与陆地上的风能资源，海上风能具有资源广泛、不占用陆地土地资源、风速比陆上风速高、不必担心电磁波噪音扰民等优点。因此，各国对海上风能的开发极为重视，目前我国海上风电开发已经进入了规模化、商业化发展阶段，海上风能发展前景良好。

波浪能是海洋中最不稳定的能源，也是可再生能源中最不稳定的能源。由于波浪不能定期产生，有季节性的，周期性的变化，并且能量相对分散，不易收集，由此造成波浪能利用上的困难，因此在有波浪产生的时间段内，将波浪起伏过程中蕴含的波浪能高效的收集和利用显得尤为重要。波浪的起伏分为上升和下降阶段，如果只收集到上升阶段的波浪能，那么下降阶段的能量将会损失。同样，如果只收集到下降阶段的波浪能，那么上升阶段的能量势必也会造成损失。因此，如何将波浪在上升和下降阶段产生的波浪能都充分的利用起来并收集更多的能量是目前迫切需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种设计合理、性能稳定且能源利用效率高的风能和海洋波浪能的一体化发电系统。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种风能和海洋波浪能的一体化发电系统，包括支撑结构模块、风叶旋转模块、气动模块、气泵模块、漂浮体升降模块和蓄电储能模块；所述蓄电储能模块安装在支撑结构模块的发电装置平台上端，所述气动模块安装在蓄电储能模块周围，所述风叶旋转模块安装在蓄电储能模块上端，所述气泵模块安装在发电装置平台下端，所述漂浮体升降模块安装在气泵模块的下端，所述气泵模块与气动模块、漂浮体升降模块相连接进行波浪能的发电。

进一步，所述支撑结构模块包括发电装置平台、主支撑杆、副支撑杆、竖直支撑杆、横向连接杆和倾斜连接杆；所述主支撑杆上端同轴固定在发电装置平台底部中心位置，主支撑杆下端插入海床固定；多个副支撑杆上端倾斜安装在主支撑杆的四周呈圆周阵列用于支撑主支撑杆体，副支撑杆上端向下斜插入海床并固定；多个竖直支撑杆竖直设置在主支撑杆体四周并通过横向连接杆和倾斜连接杆与主支撑杆相连接，竖直支撑杆上端贯穿漂浮体升降模块并接着连接气泵模块，下端与主支撑杆一样插入海床固定；多个横向连接杆和倾斜连接杆一部分连接气泵模块与主支撑杆，另一部分连接竖直支撑杆与主支撑杆。

进一步，所述风叶旋转模块包括迎风扇叶、主旋转杆体、主固定杆体和旋转发电机；所述迎风扇叶通过连接杆与主旋转杆体相连接；主旋转杆体竖直插入主固定杆体中且能自由旋转；所述主固定杆体固定在旋转发电机箱上；所述旋转发电机安装在旋转发电机箱内，向上通过旋转齿轮连接主旋转杆体下部，向下连接蓄电储能模块。

进一步，所述气动模块包括导气软管、集气接口、集气直管、集气腔、控制阀门、气动马达和发电机箱；所述导气软管连接气泵模块和集气接口，处于弯曲状态且可以上下移动；所述集气接口固定在发电装置平台上并由固定块加固，所述导气软管一端连接气泵模块，导气软管的另一端与集气接口、集气直管、集气腔、控制阀门、气动马达和发电机箱依次相连接。

进一步，所述气泵模块包括气泵外保护壳及其内部的气缸体、压气活塞、缸体助力弹簧、缓冲板、缸体上出气口、缸体外接齿轮组、棘轮传动轮组、发电机和单向气阀；所述气缸体位于气泵外保护壳内部一侧，气缸体上端开口连接缸体上出气口，气缸体下端与漂浮体升降模块连接并可上下自由移动；所述缸体上出气口与气动模块的导气软管连接；所述单向气阀位于气缸体的顶部并与缸体上出气口交叉排列；所述压气活塞由支撑结构模块中的竖直支撑杆作为推杆与活塞体固定连接构成，该压气活塞插入其缸体内部，与气缸体内壁紧密接触，压气活塞下端随着竖直支撑杆贯穿漂浮体升降模块；所述缸体助力弹簧位于气缸体内部并连接固定在活塞体下端和气缸体内表面底部；所述缸体外接齿轮组悬挂固定于气缸体外表面，该缸体外接齿轮组包括缸体外接齿轮卡槽、卡槽内弹簧组和直齿直板；所述缸体外接齿轮卡槽与缸体外表面直接相切且固定，另一端部分开口，槽体内装入卡槽内弹簧组和直齿直板，所述卡槽内弹簧组固定于卡槽与缸体相切端的卡槽内壁上并连接卡槽和直齿直板，所述直齿直板固定在卡槽内弹簧组上，直齿部分从缸体外接齿轮卡槽部分开口处露出，直齿与棘轮传动轮组的棘轮连接；所述缓冲板包括第二上缓冲板、第一下缓冲板，第二上缓冲板环绕固定在气缸体外表面并与缸体外接齿轮卡槽上端固定连接，第一下缓冲板同样环绕固定在气缸体外表面并与缸体外接齿轮卡槽下端固定连接；所述棘轮传动轮组由棘轮和一个半径更大的齿轮组成，两齿轮叠放连接并通过一个转动杆固定，棘轮传动轮组整体固定于气泵外保护壳内壁，半径大的齿轮连接发电机转轴上的小齿轮。

进一步，所述漂浮体升降模块包括漂浮体和气缸推杆；所述漂浮体放置于海平面上并可随波浪起伏，所述漂浮体中心被支撑结构模块的竖直支撑杆贯穿，所述气缸推杆连接漂浮体和气泵模块的气缸体，且分别固定在二者的上表面和底部外表面。

进一步，在风叶旋转模块的迎风扇叶顶端、中间、底端分别安装有风叶保护装置，该风叶保护装置包括折叠杆、折叠杆旋转螺丝、折叠杆旋转柱；迎风扇叶顶端两边通过折叠杆连接，两折叠杆之间通过折叠杆旋转螺丝连接，折叠杆又通过折叠杆旋转柱固定在迎风扇叶上，折叠杆旋转柱穿透迎风扇叶边缘部分且可自由旋转。

进一步，在气泵模块内部安装有防震缓冲装置，该防震缓冲模装置包括上缓冲器、第一上缓冲板、第二下缓冲板和下减缓冲器；所述上缓冲器固定在气泵外保护壳内壁的顶部并与第一上缓冲板固定连接，第一上缓冲板环绕与气泵模块的气缸体，第二下缓冲板同样环绕于气缸体，且与下缓冲器固定连接；下缓冲器固定在气泵外保护壳的底部。

进一步，在发电装置平台下方且靠近与气泵模块与漂浮体升降模块处悬挂有防恶劣天气损害装置，所述防恶劣天气损害装置包括漂浮体网兜、升降杆、升降机箱、升降绳、定滑轮组、传动齿轮组和电动机齿轮；所述漂浮体网兜同轴安装在漂浮体升降模块的正下方，该漂浮体网兜同时被支撑结构模块的竖直支撑杆贯穿且固定在升降杆上；所述升降杆上端的固定部分固定在升降机箱的内壁两侧，升降杆下端与网兜连接；所述定滑轮组包括第一定滑轮组、第二定滑轮组，第一定滑轮组两端固定在升降机箱内壁两侧且位于升降机箱上端部分；第二定滑轮组同样固定在升降机箱的内壁两侧且位于升降机箱下端部分；所述传动齿轮组由两个定滑轮、一个齿轮构成，该齿轮位于两定滑轮之间，三者同轴心关系且固定连接，传动齿轮组整体固定在升降机箱内壁两侧，齿轮与电动机轴承齿轮连接；所述电动机安装在升降机箱内部且固定在升降机箱内，位于传动齿轮组下方；所述升降绳的最下端与升降杆下部分可升降部分的顶部固定连接，穿过上部分固定部分的轴心向上，缠绕半周第一定滑轮组的定滑轮，再向下缠绕半周第二定滑轮组的定滑轮，最后向上缠绕传动齿轮组的定滑轮，并将末端固定在定滑轮的轮槽内；所述升降机箱悬挂固定在发电装置平台的下表面并且完全包裹着定滑轮组、传动齿轮组、电动机齿轮。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型实用新型设计合理，其通过上层风力发电区接收海风，下层波浪能发电区利用漂浮体上下起伏转化波浪能，使发电系统同时进行不同种类的发电方式，使之更高效、更充分、更全面地利用海洋能源资源，扩宽了能量的来源并增加了接受能量的总量，解决了发电方式单一、利用率低的问题，具有安全可靠、使用方便、高效等特点；同时，风能和波浪能属于清洁的可再生能源，清洁环保，并且在能量转换的过程中也主要是机械能的转换并不会对环境造成影响。

2、本实用新型采用防震缓冲装置、防恶劣天气危害装置、风叶保护装置三重保护措施来防止发电装置受到损伤，更加高效、可靠地保护发电装置。由于发电系统是在海上工作，风速快，海浪大，所以本装置保护措施主要的目的是防止漂浮体在大浪时猛烈起伏而造成的发电装置损坏，以及大风时对风力旋转模块造成损坏。在偶尔较大风浪起伏时，为防止大的起伏对气泵模块的气缸体和缸体外接齿轮组受到损伤，防震缓冲装置的第一上缓冲板会与缸体外接齿轮组上端的第一下缓冲板碰撞接触，再通过上缓冲装置缓冲碰撞，从而减少对气泵模块的气缸体和缸体外接齿轮组的损伤。或者，防震缓冲装置的第二下缓冲板会与缸体外接齿轮组下端端的第二上缓冲板碰撞接触，再通过下缓冲装置缓冲碰撞，从而减少对气泵模块的气缸体和缸体外接齿轮组的损伤。当遇到恶劣天气状况，而防震缓冲装置不足以抵消碰撞产生的力量时，防恶劣天气危害装置将开始工作，该装置通过将升降装置将漂浮体升起，使漂浮体的下表面不在接触海水，与此同时迎风扇叶顶部的折叠杆收缩，使迎风扇叶闭合，避免了恶劣天气可能带来的损害。

3、本实用新型采用主支撑杆、副支撑杆、竖直支撑杆、横向连接杆、倾斜连接杆等构成支撑结构模块，在海平面以上时，这些呈圆柱状的杆体受到的风力较小，一定程度上减轻大风时的对装置塔的损害，延长使用寿命；在海平面以下时，圆柱体的杆体结构也同时减少了海水运动带来的冲击力。另外，主支撑杆、副支撑杆、竖直支撑杆、横向连接杆、倾斜连接杆之间的相互连接方式也以增加稳定性为目的，连接方式均按照三角形连接，这样的连接方式一定程度上提高了整体发电系统的稳定性。

4、本实用新型的发电系统建立在海上，远离陆地，远离人群，不必担心电磁波噪音等对人们带来的危害。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构连接图；

图2是本实用新型的风叶旋转模块结构图；

图3是本实用新型的风叶旋转模块和风叶保护装置连接图；

图4是本实用新型的气动模块、气泵模块、漂浮体升降模块、防震缓冲装置和防恶劣天气损害装置连接图；

图5是本实用新型的气泵模块、漂浮体升降模块和防震缓冲装置连接图；

图6是本实用新型的气动模块中气缸体的顶盖结构图；

图7是本实用新型的气泵模块中缸体外接齿轮组结构图；

图8是本实用新型的防震缓冲装置结构图；

图9是本实用新型的气动模块结构图；

图10是本实用新型的防恶劣天气损害装置图；

图中，1：支撑结构模块、2：风叶旋转模块、3：气动模块、4：气泵模块、5：漂浮体升降模块、6：防震缓冲装置、7：防恶劣天气损害装置、8：蓄电储能模块、9：风叶保护装置、1-1：发电装置平台、1-2：主支撑杆、1-3：副支撑杆、1-4：竖直支撑杆、1-5：横向连接杆、1-6：倾斜连接杆、2-1：迎风扇叶、2-2：主旋转杆体、2-3：主固定杆体、2-4：旋转发电机箱、2-5：风叶连接杆、3-1：导气软管、3-2：集气接口、3-3：集气直管、3-4：集气腔、3-5：控制阀门、3-6：气动马达、3-7：发电机箱、4-1：气缸体、4-2：压气活塞、4-2-1：活塞体、4-3：缸体助力弹簧、4-4：缓冲板、4-4-1：第二上缓冲板、4-4-2：第一下缓冲板、4-5：缸体上出气口、4-6：缸体外接齿轮组、4-6-1：缸体外接齿轮卡槽、4-6-2：卡槽内弹簧组、4-6-3：直齿直板、4-7：棘轮传动轮组、4-7-1：棘轮、4-7-2：齿轮、4-7-3：转动杆、4-8：发电机齿轮、4-9气泵外保护壳、4-10：单向气阀、5-1：漂浮体、5-2：气缸推杆、6-1：上缓冲器、6-2：第一上缓冲板、6-3：第二下缓冲板、6-4：下减缓冲器、7-1：浮体网兜、7-2：升降杆、7-3：升降机箱、7-4：升降绳、7-5：定滑轮组、7-5-1：第一定滑轮组、7-5-2：第二定滑轮组、7-6：传动齿轮组、7-6-1：定滑轮、7-6-2：齿轮、7-7：电动机齿轮、9-1：折叠杆、9-2：折叠杆旋转螺丝、9-3：折叠杆旋转柱。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施做进一步详述。

一种风能和海洋波浪能的一体化发电系统，如图1所示，包括支撑结构模块1、风叶旋转模块2、气动模块3、气泵模块4、漂浮体升降模块5、防震缓冲装置6、防恶劣天气损害装置7、蓄电储能模块8、风叶保护装置9。支撑结构模块1用于安装其他所有模块；所述风叶旋转模块2、气动模块3、蓄电储能模块8固定于发电装置平台1-1上方，且蓄电储能模块8位于风叶旋转模块2以及气动模块3之间。所述气动模块3分别与气泵模块4和蓄电储能模块8相连，安装在平台1-1上方；气泵模块4贯穿发电装置平台1-1，并固定于发电装置平台1-1底部四周。所述防震缓冲装置6安装在气泵模块4内部。所述漂浮体升降模块5与气泵模块4相连接，并且放置于海平面上保持漂浮状态。防恶劣天气损害装置7悬挂于发电装置平台1-1下方，且靠近与气泵模块4与漂浮体升降模块5。

如图1所示，所述支撑结构模块包括发电装置平台1-1、主支撑杆1-2、副支撑杆1-3、竖直支撑杆1-4、横向连接杆1-5、倾斜连接杆1-6。发电装置平台上表面固定着蓄电储能模块、气动模块，下表面悬挂固定着气泵模块、防恶劣天气模块；发电装置平台处于整个发电装置的核心位置，所有模块都依靠发电装置平台来设立，发电装置平台除了负责放置或悬挂固定各个模块，同时也方便工作人员登上发电装置平台，进行各个模块装置的检修。主支撑杆固定在发电装置平台正下方，支撑起发电装置平台，同时也支撑起悬挂在发电装置平台上的其他模块与装置；可见，整个发电装置基本是由主支撑杆支撑起来的。副支撑杆1-3为四个并分别从四个方向倾斜固定在主支撑杆四周，同时主支撑杆、副支撑杆、海床面三者构成一个三角形，以增加装置稳定性。所述横向连接杆1-5、倾斜连接杆1-6连接发电装置平台下的模块与模块之间、模块与主支撑杆之间、竖直支撑杆与主支撑杆之间，加强各个装置之间的稳定性。主支撑杆1-2、副支撑杆1-3、竖直支撑杆1-4、横向连接杆1-5、倾斜连接杆1-6等，这些杆体都是呈圆柱状；在海平面以上时，此类圆柱形杆体受到的风力较小，一定程度上减轻大风时的对装置塔的损害，延长使用寿命。在海平面以下时，圆柱体的杆体结构也同时减少了海水运动带来的冲击力；另外，主支撑杆1-2、副支撑杆1-3、竖直支撑杆1-4、横向连接杆1-5、倾斜连接杆1-6之间的相互连接方式也以增加稳定性为目的，连接方式均按照三角形连接，这样的连接方式一定程度上提高了整体发电系统的稳定性。

如图2所示，所述风叶旋转模块包括迎风扇叶2-1、主旋转杆体2-2、主固定杆体2-3、旋转发电机箱2-4、风叶连接杆2-5。四个迎风扇叶2-1通过风叶连接杆2-5与主旋转杆体2-3相连接，迎风扇叶2-1本身可从两边向中间闭合，在遇到强风天气时，扇叶2-1闭合减少强风对装置带来的损害；主旋转杆体2-2竖直插入主固定杆体2-3中，且能自由旋转；主固定杆体2-3固定在旋转发电机箱2-4上；旋转发电机位于旋转发电机箱2-4内，向上通过旋转齿轮连接主旋转杆体2-2下部，向下连接蓄电储能模块8。

如图3所示，所述风叶保护装置9包括折叠杆9-1、折叠杆旋转螺丝9-2、折叠杆旋转柱9-3。风叶保护装置9分别位于迎风扇叶2-1的顶端、迎风扇叶2-1的中间、迎风扇叶2-1的底端，分别从三个位置固定迎风扇叶；迎风扇叶2-1顶端两边通过折叠杆9-1连接，两折叠杆9-1之间通过折叠杆旋转螺丝9-2连接；折叠杆9-1又通过折叠杆旋转柱9-3固定在迎风扇叶2-1上；折叠杆旋转柱9-3穿透迎风扇叶2-1边缘部分，且可自由旋转。风叶保护装置9的迎风扇叶2-1在折叠杆9-1收缩时，迎风扇叶2-1向内折叠减少迎风面积，在遇强风时，可减少强风对风叶旋转模块2以及支撑结构模块1带来的损害，有效保护发电装置。

如图4至图7所示，所述气动模块3、气泵模块4、漂浮体升降模块5、防震缓冲装置6、防恶劣天气损害装置7连接在一起。所述气泵模块4与漂浮体升降模块5的气缸推杆5-2连接，漂浮体5-1的浮动通过气缸推杆5-2带动气泵模块4的气缸体4-1运动；气缸体4-1与竖直支撑杆1-4产生相对运动进而压缩气体。所述气动模块3与气泵模块4之间通过导气软管3-1连接，气泵模块4中压缩的气体通过导气软管3-1导入气动模块3中，用来推动气动马达3-6，进而带动发电机箱3-7进行发电；防震缓冲装置6位于气泵模块4内部，通过碰撞时的缓冲作用来保护气泵模块4内部的结构；防恶劣天气损害装置7处于漂浮体升降模块5中的漂浮体5-1的正下方，通过浮体网兜7-1的升降，使漂浮体5-1上升或者下降；在恶劣天气时，抬起漂浮体5-1，从而停止装置发电工作以保护装置安全。

如图5至图7所示，所述气泵模块4包括气缸体4-1、压气活塞4-2、缸体助力弹簧4-3、缓冲板4-4、缸体上出气口4-5、缸体外接齿轮组4-6、棘轮传动轮组4-7、发电机齿轮4-8、气泵外保护壳4-9、单向气阀4-10。气缸体4-1位于气泵外保护壳4-9内部一侧，气缸体4-1上端开口连接缸体上出气口4-5，下端与漂浮体升降模块5连接，可上下自由移动；缸体上出气口4-5与气动模块3的导气软管3-1连接；如图6，单向气阀4-10位于气缸体的顶部，并与缸体4-1上出气口交叉排列；气体只能通过单向气阀由外部进入气缸体内部，当气体向外排出时，单向气阀因气缸体内压力增大而闭合，当气缸体吸入气体时，单向气阀开启；所述压气活塞4-2由支撑结构模块1中的竖直支撑杆1-4作为推杆与活塞体4-2-1固定连接构成，该压气活塞4-2插入其缸体4-1内部，与气缸体4-1内壁紧密接触，下端随着竖直支撑杆1-4依次贯穿漂浮体升降模块5和防恶劣天气损害装置7；缸体助力弹簧4-3位于气缸体4-1内部，连接固定在压气活塞4-2的活塞体4-2-1的下端和气缸体4-1内表面底部。漂浮体升降模块5的漂浮体5-1下降带动气缸体4-1下降，而压气活塞4-2的活塞体4-2-1是固定在支撑结构模块1的竖直支撑杆1-4上，因此活塞体4-2-1相对缸体4-1向上运动挤压缸体4-1内空气，空气通过缸体4-1上出气口4-5导入气动模块3。且该部分只在漂浮体5-1下降时发电；如图6所示，缸体外接齿轮组4-6悬挂固定于气缸体4-1外表面，缸体外接齿轮组4-6包括缸体外接齿轮卡槽4-6-1、卡槽内弹簧组4-6-2、直齿直板4-6-3。缸体外接齿轮卡槽4-6-1与缸体4-1外表面直接相切且固定，另一端部分开口，槽体4-6-1内装入卡槽内弹簧组4-6-2和直齿直板4-6-3；卡槽内弹簧组4-6-2固定于卡槽4-6-1与缸体4-1相切端的卡槽4-6-1内壁上，连接卡槽4-6-1和直齿直板4-6-3；直齿直板4-6-3固定在卡槽内弹簧组4-6-2上，直齿部分4-6-3从缸体外接齿轮卡槽4-6-1部分开口处露出，直齿4-6-3与棘轮传动轮组4-7的棘轮4-7-1连接；棘轮传动轮组4-7包括棘轮4-7-1和一个半径更大的齿轮4-7-2组成，两齿轮叠放连接，通过一个转动杆4-7-3固定，棘轮传动轮组4-7整体固定于气泵外保护壳内壁4-9，半径大的齿轮4-7-2连接发电机转轴上的小齿轮4-8；漂浮体升降模块5的漂浮体5-1上升时气缸体4-1向上移动，缸体外接齿轮组4-6跟随缸体4-1移动，缸体外接齿轮组4-6的直齿直板4-6-3带动棘轮4-7-1转动，半径更大的齿轮4-7-2因有转动杆4-7-3的连接而跟随转动，从而带动发电机齿轮4-8转动；而漂浮体升降模块5的漂浮体5-1下降时，缸体外接齿轮组4-6在受到棘轮4-7-1挤压时，直齿直板4-6-3接收挤压作用于卡槽内弹簧组4-6-2，导致弹簧4-6-2收缩形变。此时，连接棘轮4-7-1的发电机齿轮4-8因直齿直板4-6-3压入卡槽4-6-1，棘轮4-7-1不能与直齿4-6-3契合而不转动而导致停止转动。即该装置设计为单向发电。该装置配合气缸体4-1引动的气动模块4发电装置，使得漂浮体5-1无论是上升还是下降阶段均有一处是处于发电状态。缓冲板4-4包括第二上缓冲板4-4-1、第一下缓冲板4-4-2。第二上缓冲板4-4-1环绕固定在气缸体4-1外表面，并与缸体外接齿轮卡槽4-6-1上端固定连接；第一下缓冲板4-4-2同样环绕固定在气缸体4-1外表面，并与缸体外接齿轮卡槽4-6-1下端固定连接；气泵外保护壳4-9包裹气泵模块4的其他结构，且悬挂固定在发电装置平台1-1的下面，靠近防恶劣天气损害装置7。

如图5所示，所述漂浮体升降模块5包括漂浮体5-1、气缸推杆5-2。漂浮体5-1放置于海平面上，可随波浪起伏，中心被支撑结构模块1的竖直支撑杆1-4贯穿；气缸推杆5-2连接漂浮体5-1和气泵模块4的气缸体4-1，且分别固定在二者的上表面和底部外表面。漂浮体5-1的升降带动气缸体4-1运动，为发电装置提供发电动力。

如图8所示，所述防震缓冲模装置6包括上缓冲器6-1、第一上缓冲板6-2、第二下缓冲板6-3、下缓冲器6-4。如图5所示，上缓冲器6-1固定在气泵外保护壳4-9内壁的顶部，与第一上缓冲板6-2固定连接；第一上缓冲板6-2环绕与气泵模块4的气缸体4-1，且不固定在上面；第二下缓冲板6-3同样环绕于气缸体4-1，且与下缓冲器6-4固定连接；下缓冲器6-4固定在气泵外保护壳4-9底部。漂浮体5-1过度起伏时，为防止大的起伏对气泵模块4的气缸体4-1和缸体外接齿轮组4-6受到损伤，防震缓冲装置6的第一上缓冲板6-2会与缸体外接齿轮组4-6上端的第一下缓冲板4-4-2碰撞接触，再通过上缓冲器6-1缓冲碰撞，从而减少对气泵模块4的气缸体4-1和缸体外接齿轮组4-6的损伤。或者，防震缓冲装置6的第二下缓冲板6-3会与缸体外接齿轮组4-6下端的第二上缓冲板4-4-1碰撞接触，再通过下缓冲器6-4缓冲碰撞，从而减少对气泵模块4的气缸体4-1和缸体外接齿轮组4-6的损伤。

如图9所示，所述气动模块3包括导气软管3-1、集气接口3-2、集气直管3-3、集气腔3-4、控制阀门3-5、气动马达3-6和发电机箱3-7。导气软管3-1连接气泵模块4和集气接口3-2，处于弯曲状态且可以上下移动，采用软管可避免在移动的过程中对管子的损坏；来自气泵模块4的气体流经5根导气软管3-1，经集气接口3-2、集气直管3-3导入集气腔3-4，再经由控制阀门3-5调节，气动马达3-6的转轴连接发电机箱3-7转轴，控制阀门3-5通过调节流经阀门3-5的气体量来控制气动马达箱3-6的转速，进而控制发电机箱3-7发电。

如图10所示，所述防恶劣天气损害7装置包括漂浮体网兜7-1、升降杆7-2、升降机箱7-3、升降绳7-4、定滑轮组7-5、传动齿轮组7-6和电动机齿轮7-7。漂浮体网兜7-1位于漂浮体5-1的正下方，二者同轴心，且漂浮体网兜7-1也被支撑结构模块1的竖直支撑杆1-4贯穿，网兜7-1固定在升降杆7-2上，网兜7-1上升可将漂浮体6-1抬升到海平面以上；升降杆7-2上部分的固定部分固定在升降机箱7-3的内壁两侧，下部分可升降部分与网兜7-1固定连接，带动网兜7-1的升降；定滑轮组7-5包括第一定滑轮组7-5-1、第二定滑轮组7-5-2。第一定滑轮组7-5-1两端固定在升降机箱7-3内壁两侧，位于升降机箱7-3上端部分，且本身可以转动；第二定滑轮组7-5-2同样固定在升降机箱7-3的内壁两侧，位于升降机箱7-3下端部分，也可转动；传动齿轮组7-6由两个定滑轮7-6-1、一个齿轮7-6-2构成；齿轮7-6-2位于两定滑轮7-6-1之间，三者同轴心关系，且固定连接，传动齿轮组7-6整体固定在升降机箱7-3内壁两侧，齿轮7-6-2与电动机齿轮7-7连接；电动机齿轮7-7位于升降机箱7-3内部，且固定在升降机箱7-3内，位于传动齿轮组7-6下方；升级绳7-4使用软绳可以缠绕，升降绳7-4最下端与升降杆7-2下部分可升降部分的顶部固定连接，穿过上部分固定部分的轴心向上，缠绕在第一定滑轮组7-5-1的定滑轮上半周，再向下缠绕第二定滑轮组7-5-2的定滑轮下半周，最后向上缠绕传动齿轮组7-6的定滑轮7-6-1，并将末端固定在定滑轮7-6-1的轮槽内。电动机齿轮7-7转动时带动传动齿轮组7-6转动，因为升降绳7-4一端是固定在传动齿轮组7-6的定滑轮7-6-1槽内，故升降绳7-4开始缠绕定滑轮7-6-1；在缠绕过程中，升降绳7-4带动定滑轮组7-5的第一定滑轮组7-5-1和第二定滑轮组7-5-2转动，并且升降绳7-4向上移动，拉动升降杆7-2上升，浮体网兜7-1与升降杆7-2连接，从而抬升浮体网兜7-1；升降机箱7-3悬挂固定在发电装置平台1-1的下表面，完全包裹着定滑轮组7-5、传动齿轮组7-6、电动机齿轮7-7。当遇到恶劣天气状况，而防震缓冲装置6不足以抵消碰撞产生的力量时，防恶劣天气危害装置7将开始工作，该装置7通过将升降装置将漂浮体5-1升起，使漂浮体5-1的下表面不在接触海水，使漂浮体5-1停止运动，从而避免恶劣天气可能带来的损害。可以更加高效、可靠地保护发电装置

如图1所示，所述蓄电储能模块8固定在发电装置平台1-1的上表面，蓄电储能模块8上接风叶旋转模块2，且固定连接，四周圆周阵列围绕气动模块3，且固定连接。蓄电储能模块8处于所有发电模块的中间位置接受电能更加方便。

本实用新型未述及之处适用于现有技术。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.一种风能和海洋波浪能的一体化发电系统，其特征在于：包括支撑结构模块、风叶旋转模块、气动模块、气泵模块、漂浮体升降模块和蓄电储能模块；所述蓄电储能模块安装在支撑结构模块的发电装置平台上端，所述气动模块安装在蓄电储能模块周围，所述风叶旋转模块安装在蓄电储能模块上端，所述气泵模块安装在发电装置平台下端，所述漂浮体升降模块安装在气泵模块的下端，所述气泵模块与气动模块、漂浮体升降模块相连接进行波浪能的发电。

2.根据权利要求1所述的风能和海洋波浪能的一体化发电系统，其特征在于：所述支撑结构模块包括发电装置平台、主支撑杆、副支撑杆、竖直支撑杆、横向连接杆和倾斜连接杆；所述主支撑杆上端同轴固定在发电装置平台底部中心位置，主支撑杆下端插入海床固定；多个副支撑杆上端倾斜安装在主支撑杆的四周呈圆周阵列用于支撑主支撑杆体，副支撑杆上端向下斜插入海床并固定；多个竖直支撑杆竖直设置在主支撑杆体四周并通过横向连接杆和倾斜连接杆与主支撑杆相连接，竖直支撑杆上端贯穿漂浮体升降模块并接着连接气泵模块，下端与主支撑杆一样插入海床固定；多个横向连接杆和倾斜连接杆一部分连接气泵模块与主支撑杆，另一部分连接竖直支撑杆与主支撑杆。

3.根据权利要求1所述的风能和海洋波浪能的一体化发电系统，其特征在于：所述风叶旋转模块包括迎风扇叶、主旋转杆体、主固定杆体和旋转发电机；所述迎风扇叶通过连接杆与主旋转杆体相连接；主旋转杆体竖直插入主固定杆体中且能自由旋转；所述主固定杆体固定在旋转发电机箱上；所述旋转发电机安装在旋转发电机箱内，向上通过旋转齿轮连接主旋转杆体下部，向下连接蓄电储能模块。

4.根据权利要求1所述的风能和海洋波浪能的一体化发电系统，其特征在于：所述气动模块包括导气软管、集气接口、集气直管、集气腔、控制阀门、气动马达和发电机箱；所述导气软管连接气泵模块和集气接口，处于弯曲状态且可以上下移动；所述集气接口固定在发电装置平台上并由固定块加固，所述导气软管一端连接气泵模块，导气软管的另一端与集气接口、集气直管、集气腔、控制阀门、气动马达和发电机箱依次相连接。

5.根据权利要求1所述的风能和海洋波浪能的一体化发电系统，其特征在于：所述气泵模块包括气泵外保护壳及其内部的气缸体、压气活塞、缸体助力弹簧、缓冲板、缸体上出气口、缸体外接齿轮组、棘轮传动轮组、发电机和单向气阀；所述气缸体位于气泵外保护壳内部一侧，气缸体上端开口连接缸体上出气口，气缸体下端与漂浮体升降模块连接并可上下自由移动；所述缸体上出气口与气动模块的导气软管连接；所述单向气阀位于气缸体的顶部并与缸体上出气口交叉排列；所述压气活塞由支撑结构模块中的竖直支撑杆作为推杆与活塞体固定连接构成，该压气活塞插入其缸体内部，与气缸体内壁紧密接触，压气活塞下端随着竖直支撑杆贯穿漂浮体升降模块；所述缸体助力弹簧位于气缸体内部并连接固定在活塞体下端和气缸体内表面底部；所述缸体外接齿轮组悬挂固定于气缸体外表面，该缸体外接齿轮组包括缸体外接齿轮卡槽、卡槽内弹簧组和直齿直板；所述缸体外接齿轮卡槽与缸体外表面直接相切且固定，另一端部分开口，槽体内装入卡槽内弹簧组和直齿直板，所述卡槽内弹簧组固定于卡槽与缸体相切端的卡槽内壁上并连接卡槽和直齿直板，所述直齿直板固定在卡槽内弹簧组上，直齿部分从缸体外接齿轮卡槽部分开口处露出，直齿与棘轮传动轮组的棘轮连接；所述缓冲板包括第二上缓冲板、第一下缓冲板，第二上缓冲板环绕固定在气缸体外表面并与缸体外接齿轮卡槽上端固定连接，第一下缓冲板同样环绕固定在气缸体外表面并与缸体外接齿轮卡槽下端固定连接；所述棘轮传动轮组由棘轮和一个半径更大的齿轮组成，两齿轮叠放连接并通过一个转动杆固定，棘轮传动轮组整体固定于气泵外保护壳内壁，半径大的齿轮连接发电机转轴上的小齿轮。

6.根据权利要求1所述的风能和海洋波浪能的一体化发电系统，其特征在于：所述漂浮体升降模块包括漂浮体和气缸推杆；所述漂浮体放置于海平面上并可随波浪起伏，所述漂浮体中心被支撑结构模块的竖直支撑杆贯穿，所述气缸推杆连接漂浮体和气泵模块的气缸体，且分别固定在二者的上表面和底部外表面。

7.根据权利要求1至6任一项所述的风能和海洋波浪能的一体化发电系统，其特征在于：在风叶旋转模块的迎风扇叶顶端、中间、底端分别安装有风叶保护装置，该风叶保护装置包括折叠杆、折叠杆旋转螺丝、折叠杆旋转柱；迎风扇叶顶端两边通过折叠杆连接，两折叠杆之间通过折叠杆旋转螺丝连接，折叠杆又通过折叠杆旋转柱固定在迎风扇叶上，折叠杆旋转柱穿透迎风扇叶边缘部分且可自由旋转。

8.根据权利要求1至6任一项所述的风能和海洋波浪能的一体化发电系统，其特征在于：在气泵模块内部安装有防震缓冲装置，该防震缓冲模装置包括上缓冲器、第一上缓冲板、第二下缓冲板和下减缓冲器；所述上缓冲器固定在气泵外保护壳内壁的顶部并与第一上缓冲板固定连接，第一上缓冲板环绕与气泵模块的气缸体，第二下缓冲板同样环绕于气缸体，且与下缓冲器固定连接；下缓冲器固定在气泵外保护壳的底部。

9.根据权利要求1至6任一项所述的风能和海洋波浪能的一体化发电系统，其特征在于：在发电装置平台下方且靠近与气泵模块与漂浮体升降模块处悬挂有防恶劣天气损害装置，所述防恶劣天气损害装置包括漂浮体网兜、升降杆、升降机箱、升降绳、定滑轮组、传动齿轮组和电动机齿轮；所述漂浮体网兜同轴安装在漂浮体升降模块的正下方，该漂浮体网兜同时被支撑结构模块的竖直支撑杆贯穿且固定在升降杆上；所述升降杆上端的固定部分固定在升降机箱的内壁两侧，升降杆下端与网兜连接；所述定滑轮组包括第一定滑轮组、第二定滑轮组，第一定滑轮组两端固定在升降机箱内壁两侧且位于升降机箱上端部分；第二定滑轮组同样固定在升降机箱的内壁两侧且位于升降机箱下端部分；所述传动齿轮组由两个定滑轮、一个齿轮构成，该齿轮位于两定滑轮之间，三者同轴心关系且固定连接，传动齿轮组整体固定在升降机箱内壁两侧，齿轮与电动机轴承齿轮连接；所述电动机安装在升降机箱内部且固定在升降机箱内，位于传动齿轮组下方；所述升降绳的最下端与升降杆下部分可升降部分的顶部固定连接，穿过上部分固定部分的轴心向上，缠绕半周第一定滑轮组的定滑轮，再向下缠绕半周第二定滑轮组的定滑轮，最后向上缠绕传动齿轮组的定滑轮，并将末端固定在定滑轮的轮槽内；所述升降机箱悬挂固定在发电装置平台的下表面并且完全包裹着定滑轮组、传动齿轮组、电动机齿轮。

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